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固定化酶的制备及其在海参饲料中的应用研究

作　者: 李向阳
导　师: 徐世艾
学　校: 烟台大学
专　业: 化学工程
关键词: 海参酶固定化饲料
分类号: S963
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本课题致力于采用酶工程技术改善海参养殖饵料消化吸收的研究。目前,消化酶已被广泛应用于动物饲料中,它不仅能够起到促进养分消化和吸收,提高动物的生长速率、饲料转化率和增进动物健康,而且能减少养殖业中氮、磷的排放,保护养殖生态环境。因此,饲用酶制剂的应用在现代化水产养殖业中,起着增加经济效益与保护生态环境的双重作用,越来越受到人们的关注。本文以海参肠道内主要消化酶—α-淀粉酶和酸性胃蛋白酶作为研究对象,针对海参生长环境特点,把所选择的酶制剂包埋固定化后,再用于改善海参养殖饵料消化吸收。并对该酶的酶学性质、固定化条件优化、以及固定化酶学相关性质及其在海参饲料应用方面做了实验研究。其主要研究内容及结论如下(1)游离酶学性质研究。包括最适反应温度、最适反应pH。结果表明:所选择的α-淀粉酶液最适反应温度60℃、最适反应pH≈5.3;酸性胃蛋白酶最适反应温度58℃、最适反应pH≈2.6。(2)固定化制备条件优化研究。分别对影响固定化效果的四个条件(海藻酸钠浓度、氯化钙浓度、加酶量、固定化时间)做单因素实验,然后通过正交试验确定最适制备工艺。结果表明:固定化α-淀粉酶的最佳制备工艺条件为海藻酸钠浓度2.5%、氯化钙浓度2%、加酶量15%、固定化时间1h;固定化酸性胃蛋白酶的最佳制备工艺条件为海藻酸钠浓度2.5%、氯化钙浓度2.5%、加酶量150%、固定化时间1h。(3)以固定化α-淀粉酶为研究对象,对固定化酶的相关性质进行实验研究。结果表明:最适反应温度58℃、最适反应pH≈5.4。固定化酶连续操作稳定性较好、凝胶直径在2.0mm~2.5mm之间机械强度为宜、4℃低温保存效果较好。(4)应用固定化酶对海参饵料水解效果的研究实验。包括水解时间、酶解温度、固定化酶添加量等对饵料酶解率的影响。结果表明:α-淀粉酶在水解时间25min～30min,固定化酶添加量为40mg/ml,水解温度为30℃时酶解率均可达到25%以上;在饵料浓度为5%条件下,酸性胃蛋白酶在水解时间25min～30min,水解温度为30℃,添加量20mg/ml时酶解率均可达到20%以上,连续操作性较好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
1 文献综述  12-23
  1.1 研究的内容与意义  12-13
    1.1.1 课题的提出及研究意义  12
    1.1.2 研究的内容与目的  12-13
  1.2 海参养殖现状  13-15
    1.2.1 海参简介  13-14
    1.2.2 国内外养殖进展  14
    1.2.3 存在的问题  14-15
    1.2.4 解决的办法  15
  1.3 饲用酶概况  15-19
    1.3.1 饲用酶的种类  16
    1.3.2 饲用酶的作用  16-17
    1.3.3 肠道内消化酶种类  17-18
    1.3.4 肠道内消化酶特点  18-19
  1.4 固定化酶概况  19-22
    1.4.1 固定化方法  19-20
    1.4.2 载体形式  20-21
    1.4.3 固定化酶优点  21-22
  1.5 论文的创新点  22-23
2 α-淀粉酶学性质的研究  23-29
  2.1 实验材料  23-24
    2.1.1 酶制剂及药品  23-24
    2.1.2 主要仪器及设备  24
  2.2 分析方法  24-25
    2.2.1 溶液的配制  24-25
    2.2.2 操作步骤  25
    2.2.3 计算公式  25
  2.3 实验方法  25-26
    2.3.1 最佳稀释倍数测定  25-26
    2.3.2 最适温度的测定  26
    2.3.3 最适pH 的测定  26
  2.4 结果与讨论  26-28
    2.4.1 最适稀释倍数确定  26-27
    2.4.2 最适温度确定  27
    2.4.3 最适pH 的确定  27-28
  2.5 小结  28-29
3 酸性胃蛋白酶学性质的研究  29-37
  3.1 实验材料  29-30
    3.1.1 酶制剂与药品  29-30
    3.1.2 主要仪器设备  30
  3.2 分析方法  30-34
    3.2.1 溶液配制  30-31
    3.2.2 绘制标准曲线  31-32
    3.2.3 操作步骤  32-33
    3.2.4 计算公式  33-34
  3.3 实验方法  34
    3.3.1 最适稀释倍数测定  34
    3.3.2 最适温度测定  34
    3.3.3 最适pH 测定  34
  3.4 结果与讨论  34-36
    3.4.1 最适稀释倍数确定  34-35
    3.4.2 最适温度确定  35-36
    3.4.3 最适pH 确定  36
  3.5 小结  36-37
4 α-淀粉酶固定化条件优化  37-46
  4.1 实验材料  37
    4.1.1 主要材料与试剂  37
    4.1.2 主要仪器与设备  37
  4.2 实验方法  37-39
    4.2.1 CaCl_2浓度的影响  38
    4.2.2 海藻酸钠浓度影响  38
    4.2.3 固定化酶量影响  38-39
    4.2.4 固定化时间的影响  39
    4.2.5 正交试验  39
  4.3 结果与讨论  39-45
    4.3.1 最适氯化钙浓度  39-40
    4.3.2 最适海藻酸钠浓度  40-41
    4.3.3 最适加酶量  41
    4.3.4 最适固定化时间  41-43
    4.3.5 正交试验结果  43-45
  4.4 小结  45-46
5 酸性蛋白酶固定化工艺优化  46-54
  5.1 实验材料  46-47
    5.1.1 主要材料与试剂  46
    5.1.2 主要仪器与设备  46-47
  5.2 实验方法  47-48
    5.2.1 海藻酸钠浓度影响  47
    5.2.2 固定化酶量影响  47
    5.2.3 CaCl_2浓度的影响  47
    5.2.4 固定化时间的影响  47
    5.2.5 正交试验  47-48
  5.3 结果与讨论  48-53
    5.3.1 最适海藻酸钠浓度  48
    5.3.2 最适加酶量  48-49
    5.3.3 最适氯化钙浓度  49-50
    5.3.4 最适固定化时间  50-51
    5.3.5 正交试验结果  51-53
  5.4 小结  53-54
6 固定化酶学性质的研究  54-61
  6.1 实验材料  54-55
    6.1.1 主要材料与试剂  54-55
    6.1.2 主要仪器与设备  55
  6.2 试验方法  55-56
    6.2.1 最适反应温度的测定  55
    6.2.2 最适反应pH 的测定  55
    6.2.3 操作稳定性的测定  55-56
    6.2.4 机械强度  56
    6.2.5 保存方法  56
  6.3 结果与讨论  56-60
    6.3.1 最适反应温度  56-57
    6.3.2 最适反应pH  57
    6.3.3 操作稳定性  57-58
    6.3.4 机械强度  58-59
    6.3.5 保存方法  59-60
  6.4 小结  60-61
7 固定化酶解饵料的研究  61-73
  7.1 实验材料  61-62
    7.1.1 主要材料与试剂  61-62
    7.1.2 主要仪器与设备  62
  7.2 分析方法  62-64
    7.2.1 溶液配制  62-63
    7.2.2 标准曲线  63-64
  7.3 实验方法  64-66
    7.3.1 α-淀粉酶解饵料实验  64-65
    7.3.2 蛋白酶解饵料实验  65-66
  7.4 结果与讨论  66-72
    7.4.1 α-淀粉酶解饵料研究  66-68
    7.4.2 蛋白酶解饵料的研究  68-72
  7.5 小结  72-73
8 结论与展望  73-75
  8.1 结论  73-74
  8.2 展望  74-75
参考文献  75-77
致谢  77-78
附录：攻读硕士学位期间发表的学术论文  78-79

固定化酶的制备及其在海参饲料中的应用研究

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